凱氏定氮法測定醬油中全氮含量的不確定度評定

      醬油是我們日常生活中*的調味品之一,是我國傳統的釀造食品,以大豆為主要原料,進行微生物發酵,將蛋白質分解為肽、胨及氨基酸,使產品具有鮮味,且具有豐富的營養。全氮指標是衡量釀造醬油產品質量好壞的重要指標之一,所以對產品檢驗結果的準確性應嚴格把握。國家標準檢測方法《GB1818622000 釀造醬油》中采用凱氏定氮法測定醬油中全氮的含量http://www.dsddy.cn/ ,其測量不確定度來源于樣品移取、消化、蒸餾、稀釋標準溶液及滴定等過程。通過對各個不確定度分量的計算合成,找出影響測量不確定度的因素,并對各個不確定度分量進行評估,zui終給出樣品中全氮含量的標準不確定度及擴展不確定度。

1.1 　方法依據及原理

按《GB18186-2000 釀造醬油》6. 3 規定的方法進行。醬油與硫酸和催化劑一同加熱消化,使蛋白質分解的氨與硫酸結合成硫酸銨,然后加堿蒸餾使氨游離,用硼酸吸收后,再以鹽酸標準溶液滴定,根據鹽酸的消耗量乘以換算系數,即為蛋白質的含量。

1. 2 　實驗條件及操作簡述

實驗室溫度在（20 ±5） ℃,樣品混勻后, 取2.00 mL醬油消化, 消化*后, 加堿蒸餾, 用2. 00 mL硼酸溶液接收,用0. 1012 moL/ L 鹽酸標準溶液滴定餾出液至紫紅色為終點,記錄消耗鹽酸標準溶液的體積V 為10. 20 ,10. 00 ,10. 10 ,10. 00 ,10. 10 ,10. 20 mL ,同時作空白試驗V0 為0. 30 mL 。

1.3 　評定依據

JJ F1059-1999 測量不確定度評定與表示。

根據公式: X =

其中:

X 　樣品中蛋白質的含量,g/ L ;

V 　樣品消耗鹽酸標準溶液的體積,mL ;

V0 　試劑空白消耗鹽酸標準溶液的體積,

mL ;

CHCL 　鹽酸標準溶液的濃度,moL/ L ;

V2 　用2. 00 mL 移液管移取樣品消化液的體積,mL ;

0. 014 　1moL/ L 鹽酸標準溶液1mL 相當于氮的克數;

數學模型可以簡化為: X =

由此可以看出:對測量結果不確定度有影響的因素主要是取樣量、消耗鹽酸標準溶液的體積數及鹽酸標準溶液的濃度。從數學模型可以看出,各影響參數相互獨立,各參數的不確定度直接對檢測結果不確定度產生影響,合成標準不確定度可用相對標準不確定度進行合成, 按照JJ F1059-1999 中6. 7 ,合成標準不確定度u （C） 進一步演化為對X 的相對合成標準不確定度的估算為：

 

其中: uc （ X） 　X 的合成標準不確定度,g/ L ;

u（ rep） 　重復實驗的標準不確定度;

u（V - V 0 ） 　樣品扣除試劑空白后消耗鹽酸標準溶液帶來的標準不確定度,mL ;

u（ CHCl ） 　鹽酸標準溶液濃度的標準不確定度,moL/ L ;

u（V 1 ） 　用2. 00 mL 移液管移取樣品消化液帶來的標準不確定度,mL 。

從分析過程和數學模型分析,全氮測定不確定度的來源主要是樣品取樣、消化、蒸餾、滴定、標準溶液消耗體積及重復檢測所帶來的不確定因素,還有實驗室環境條件變化帶來的不確定度,綜合歸納見圖1 。

 

4.1 　樣品復測帶來的不確定度,屬A 類標準不確定度

重復6 次測定蛋白質含量所引起的不確定度,主要考慮A 類不確定度。

 

4.2 　樣品扣除試劑空白后消耗鹽酸標準溶液帶來的標準不確定度u（V - V0 ） 的量化

10 mL 滴定管的標準不確定度來源: ①滴定管的不確定度,按檢定證書給定為±0. 02 mL ,按照均勻分布換算成標準不確定度u1 。②滴定體積的重復性,已通過重復性實驗考慮過了,包含在u（A） 內。③滴定管和溶液的溫度與校正時的溫度不同引起的體積不確定度,本次實驗溫度為25 ℃,水的體積膨脹系數為2. 1 ×10 - 4 / ℃,假設溫度變化是按照均勻分布,換算成標準不確定度u2 ,二種分量合成得到體積的標準不確定度u （V- V0 ） 。

10 mL 滴定管校準:

溫度校正：

 

 

4. 3 　鹽酸標準溶液標準帶來的標準不確定度u（CHCL ）

鹽酸標準溶液標定按《GB/ T 601-2002 化學試劑標準滴定溶液的制備》規定:稱取0. 2000 g基準無水碳酸鈉試劑,加水50 mL ,加入指示劑,用HCL 標準溶液滴定至由綠色變為暗紅色為終點,消耗HCL 溶液體積數V3 為37. 35 mL ,同時做空白試驗,消耗HCL 溶液體積V4 為0. 05 mL ,計算公式為: 。

式中:

m 　無水碳酸鈉的質量的準確數值,單位為克（g） ;

V3 　鹽酸溶液的體積的數值,單位為毫升（mL） ;

V4 　空白試驗鹽酸溶液的體積的數值,單位為毫升（mL） ;

M 　無水碳酸鈉的摩爾質量的數值,單位為克每摩爾（g/ moL） [M（1/ 2Na2 CO3 ） = 52. 994 ] 。

4. 3. 1 　標定HCL 標準溶液引入的不確定度

用電子天平稱量基準無水碳酸鈉,天平精度為0. 1 mg ,被視為矩形分布, k =  ,換算為標準不確定度為: u（ m） =0. 1/ = 0. 058 mg。

相對標準不確定度為: